Способ поверки делителя напряжения постоянного тока

 

1. СПОеОР ПОВЕРКИ ДЕЛИТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА, основанний на поочередном измерении Сопротивления Кдд, резисторов гл низковольтных плеч и соответствующего им эквивалентного сопротивления I п параллельно включенньк резисторов mвысоковольтных плеч, определении отношения f om/Rm 9пт и погрешности S, коэффициента деления lilpp, регулировании значения последне от го до выполнения равенства п .QO .пт К( 1+0,28,), где g допускаемая погрешность, отличающийс я тем, что, с целью повьтгения точности , дополнительно измеряют сопротивление R j каждого из п резисторов m высоковольтных плеч при их последовательном соединении, определяют Г их среднее значение -21 RИ ОТ- ft 1 n ,-R носительные отклонения,- . thi t M V сопротивлений от среднего значения R, выявляют методическую погрешность S,. параллельно-последовательных пе№ .П реключений, используя соотношение ; п ,2 п 2 ««- ISt rnE m, а учитываемую при регулировании К погрешность S вычисляют по выражению , m /R,-i ,nm г, V . . Ь.м-0.. R. от 2. Способ по п. 1, отличаю- -, щ и и с я тем, что регулирование : прекращают при достижении неравенства . к m f о -О ,uo.2o.. от Э. л 0.9.11 1 1 от где о - класс точности делителя напряжения . 3. Способ по пп. I и 2, о т л и -, чающийся тем, что значение Т-, сд межповерочного интервала выбирают 00 00 в соответствии с выражением Т 0,20/V где, V - скорость изменения методио ческой погрепшости 8мт определяе00 мая путем деления разности значений последней в дгжном и предьздущем меж поверочных интервалах на среднюю продолжительность работы делителя напряжения на межповерочный интервал . .

„„SU„„1й 0 А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК.

4(5!! G О! К 35/02

Ю(. ЖСОЮЗ!! :Я ( описания изоы ят ния *- = »н вто скомм свидетельств

I сопротивлений от среднего значения !

1,. выявляют методическую погрешность

6 параллельно-последовательных пеМ:111 реключений, используя. соотношение

s„.=-„ (у;.1 — .z., „, а учитываемую при регулировании K m погрешность 8 „ вычисляют по выражению

3„„=0ЛТ " 8

0,9К. >IIìò а0,2а где а — класс точности делителя на- пряжения.

3. Способ по пп. 1 и 2, о т л и -, ч а ю шийся тем, что эначениеТ-, межповерочного интервала выбирают в соответствии с выражением 1 =0,20/Ч где, 4 — скорость изменения методической погрешности 5м,„, определяемая путем деления разности значений последней в данном и предыдущем межповерочных интервалах на среднюю продолжительность работы делителя напряжения на межповерочный интер-. вал. (21 ) 3258503/24-21

{22 } 30. 1 2. 80 (46) 30.04. 85. Бюл; Ф 16 (72} С. А. Андрусяк и В. А. Кочан (53) 621. 317. 7 (088. 3) (56) 1. ГОСТ 8. 278-78. Делит.ели напряжения постоянного тока измерительные. Методы и средства поверки, с. 67, черт. 1,2.

2. Там же, с. 13, черт. 6. (54) (57) 1. СПОСОБ ПОВЕРКИ ДЕЛИТЕЛЯ

НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА, основанный на поочередном измерении сопротивления Йцц резисторов уп низковольтных плеч и соответствующего им эквивалентного сопротивления

1. „ n параллельно включенных резисторов и! высоковольтных плеч, определении отношения j!!.1, + 91! пщ и погрешности 3 „„ коэффициента деления регулировании значения последне0m го до выполнения равенства

om Ъnm

=" 111(1+0,28„ щ ), где 5 qg допускаемая погрешность, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности, дополнительно измеряют сопротивление !1; каждого из п резисторов в высоковольтных плеч при их последовательном соединении, определяют

1 п их среднее значение — K х; и отП 1

1= и п носительные отклонениябag — !11m

Ь;„

2, Способ по п. l, о т л и ч а ю— шийся тем, что регулирование k 3 прекращают при достижении неравенства

55

ЯОь»»

) й„„, 9Мэ,„,„

4 11533

Изобретение относится к электроизмерениям и мажет быть использована. при автономной поверке точных делителей напряжения (ДН) постоянного така, в частности ДН типа Р342 5 кл. 0,0005, Р 313 кл. 0,001, Р35б кл. О, 005, а также других.ДН, класс точности которых согласно ГОСТ 11282-75 может быть О, 0001; О, 0002; 0,0005; 0,001... 1, Ю

Известен способ поверки ДН постоянного тока, осиоваиньй на измерении входного и выходного сопротивления

ДН методом сравнения с образцовой мерой сопротивления или.методом 15 замещения образцовыми катушками сопротивления Я .

Недостаткам иэвестнога способа является значительное влияние погрешностей образцовых мер сопротивлений 20 и их температурной зависимости на результаты поверки, вследствие чего этот способ оказывается пригодным для поверки ДН только класса 0,63 и более грубых. 25

Наиболее близким к предлагаемому является способ поверки ДН постоянного тока методом измерения отношений (разностей) сравниваемых сопротивлений резисторов низковольт- . 3б иых плеч с эквивалентным сопротивлением параллельнага соединения и равновеликих резисторов соответствующих высоковольтных плеч (2J.

При этом сравниваются равновеликие сопротивления, а сам поверяемь»й

ДН должен иметь соответствующие коммутационные элементы, позволяющие создавать внутри схемы поверяемого

ДН несколько раВнОВеликих па экви валентнаму сопротивлению групп резисторов. Для сокращения количества ступеней (резисторов плеч ДН } и количества измерений при поверке ДБ ступени высоковольтных плеч вьаолняют в три раза больше па сопротивлению, чем низковольтное плечо»» »»»».

Так, нанример, при 11га =10 кОм вторая Я», третья 3 и четвертая (1» +14) ступени высокавольтнога плеча имеют обычно сопротивление

"30 кОм, е Н - 11,= Я -®-114) =

30 кОм. При поверке резисторы 11», »1 и (»» +Й4) соединяются параллельно и определяется отношение

R»Rq (Я »» Я4) где я зквивкЙ»Я »- Й g (Я»+Я ) ФR (R.»ьВ лентнае сопротивление параллельного соединения резисторов (r} = 3),,, (й + R4).

Если отношение

R,„/Я, +Ч,,„ к„(»+о,г3,, ), где km и 8 — соответственно номинальное значение коэффициента деления и его допускаемая погрешность, то производится подстройка одного из резисторов соответствующего высоковольтна га плеч а, наприме р, ре гули ров кой р еэистара $»,. При эксплуатации ДН все ега резисторы соединяются последовательно.

Однако. данный способ характеризуется низкой точностью из-эа неучета методической погрешности 8,крп параллельна-последовательных переключений, в результате чего бракованный ДН можно. признать годным к эксплуатации. Кроме того, способ не устанавли- вает конкретного значенияТ межпаверочного интервала.

Цель изобретения — повышение точности поверки ДН.

Поставленная цель достигается тем, . чта согласно способу поверки ДН постоянного тока, основанному на поочередном измерении сопротивления

4О„, резисторов »»» низковольтных плеч и соответствующего им эквивалентного сопротивления 1» „щ q параллельно включенных резисторов I7) Bb»coKoBQIIsT» ных плеч, определении отношения

"om .и погрешности Е„ коэффиом » »Яэ,рр» циента деления К, регулировании значения цаследнега да выполнения равенства = k (1+ Ол 3 „„)

Rîm

om @ .» тть где Б к» „» — допускаемая погрешность, дополнительно измеряют сопротивление

1; каждого иэ Н резисторов »»» высоковольтных плеч прн их последовательном соединении, определяют их срец«1" нее значение Я- — K R ч относиьи» »»»

1m

-„Z l;„-н; телъные отклонения е — 7

1» еопративлений ат среднего значения Я, выявляют методическую погрешность параллельно-последовательных переключений, используя соотношение

3 l I 53308 4

Е„.=„-,(3,1--. i в,. „, а учитываемую при регулировании погрешность 8„ вычисляют по выражению

-Р

3„.очи(" ",g )

Кроме того, регулирование ю прекращают при достижении неравенства lð

11от э.ба .

OaK „ 8„„Юга, 1-1 с m

I где 1 — класс точности делителя напряжения.

Кроме того, значение Г межповерочного интервала выбирают в соответствии с выражением

20 где .> — скорость изменения методической погрешности 3, определяемая путем деления разности значений последней в данном и предыдущем 25 межповерочных интервалах на среднюю продолжительность работы ДН за межповерочный интервал.

На чертеже представлена схема, поясняющая предложенный способ поверки ДН постоянного тока.

Схема содержит поверяемый ДН компенсатор 2 постоянного тока, например, двухрядный типа Р 332, Р 345 и др., нуль-индикатор 3, регулируемый источник 4 постоянного тока.

На схеме обозначены 5(Х ), 6(Х )— соответственно первый и второй входы компенсатора 2, 7 (К ) — опорный резистор пер "ого из в плеч ДН 1, 8 (Q), 9 (R ) и 10 (R ) †.первый, второй и третий резисторы второго плеча

ДН 1, 11 (К,) — подстроечный резистор третьего резистора второго плеча

ДН 1; 12 и 13 — контактные группы коммутирующего узла, 14 — 17 выводы плеч (резисторов) ДН 1, 18(tз:l) и

19 (1:10) -, клеммы. В данном случае коэффициент деления К =1:10.

Предложенный способ поверки ДН постоянного тока заключается в следующем. Подключают ДН 1 в цепь источника

4 постоянного тока, закорачивают контакты 12 и 13. Выводы 14 и 15 55 подключают к входу 5 (Х ), а выводы

15 и 16 - к входу 6 (Х ) компенсатора 2. На декадных переключателях первого и второго входов компенсатора

2 выставляют показания, соответствующие номинальному значению сопротивления Зо . Переключатель входов компенсатора 2 устанавливают в положение 5 (Х,) и регулировкой тока в цепи источника 4 уравновешивают нульиндикатор 3. Переводят переключатель входов компенсатора 2 в положение

6 (Х ) и регулировкой второго ряда ,декадных переключателей вновь уравновешивают нуль-индикатор 3. При этом определяют отношение R j R + 9 R, где

R — показание декадных переключателей компенсатора 2 со стороны входа

5 (Х ); Кэ — показание компенсатора

2 со стороны входа 6 (Х ). Затем, ;если "olRo 9Rq k (1+0,28 ), где . Ь вЂ” допускаемая погрешность ДН-1, производят подстройку коэффициента

Для этого регулировкой резистора

11 уменьшают или увеличивают э.

При этом нарушается равенство

К1=Е =К. +К, (1) т. е. нарушается основная предпосылка правомочия замены параллельного соединения трех (n 3) резисторов при поверке ДЛ 1 на их последовательное соединение п,м. эксплуатации ДН 1.

Это значит, ч -o при поверке ДН 1, согласно (2J допускается методичес- . кая погрешность 5 < „„, которая может быть причиной того, что 6paRosaHHbN

ДН 1 будет признан годным к эксплуатации.

Например, пусть поверке подлежит

ДН 1 типа Р313 кл. 0,001 с K=1:10 (ш=1)..

Согласно схеме о 11о

R + R ° "о. 1 » о+. im

1.-1 где й,В,И +Я+1 = P,R, R,(A> Щ Н,(й >+ R l

Из (2) видно, что для определения коэффициента деления К1 необходимо определить отношение базисного резистора Й низковольтного плеча к суммарному сопротивлению ДН 1, выраженному через эквивалентное сопротивление Rq параллельного соединения трех (n=3) резисторов высоковольтного плеча ДН 1. Поскольку при поверке

ДН резисторы соединены параллельно, а йри эксплуатации последовательно, то определим значения сопротивлений этих соединений указанных резисторов.

1153308 или в общем виде при П параллельно и последовательно включенных резис1О

1 1(ос= "+ Å 8; (и

6„.=I„r.6; --„-r. 6,.

i=1 i=1

Сопротивление R параллельного соединения этих же резисторов найдем через их проводимости из выражения (5

1 1 (- +

8«81 S« 8,1 R(4 6,) Из (6) находим, что

1

Э 13 2

Ъ;. 3 1=1

Используя свойство степенного ряда и ограничиваясь только величинами первого и второго порядка малости, имеем

Д !аз .

5Î

Понимая под относительной методической погрешностью о разность м(и между действительным значением 9R

3 и К„, отнесенную к их среднему значению 3R, можно записать, что

91!

Пусть каждый из трех резисторов имеет среднее значс™".,е R и погрешность (отклонение от среднего)в( и 3 соответственно, т.е.

11 =11(" l, !z= 11(11 i) 1 31 4 (((! О з с с

Тогда сопротивление R последопос вательного соединения этих резисторов

Используя свойство степенного ряда

1-Х+Х -Х +... (при х 4<1), 1 2 3

+х выражение (4) можно переписать в виде — "- (1-3; 3,-о,+„.).-(<-6, 8,-8, „,)+

"з

+1(1g +82 ъ Ъ(„)„ 1 2;

--Z 8 ..,)

3;, Пренебрегая в (5) величинами третьего порядка малости, получим г — — 6,— K 6 ;1. й!

6,+,z 6,-5Е,6, (-,à,6,11

Р(! г

1=1

Из (3) и (8) видно, что

-(4 6,-- Е 6, i- K 6;()- 16L -Е 6;) з;, °;," 1;, ) .

=-,((Е,Ь,.В,S, I,Е, -(З,.8,. В;, Из выражений (1О) и (11) видно, что 3м =О только в том единственном случае, когда 8,= 82 = 8 (êàê по значению, так и по знаку), т.е. когда все и резисторов высоковольтных плеч равны между собой. Согласно способу поверки ДН 1, указанное условие всегда нарушается, так как значение

,„ регулируется только одним из и резисторов высоковольтного плеча. В связи с этим при поверке ДН вЂ” 1, согласно (2) всегда 8 = О и ее необхоМи димо учитывать.

Для устранения данного недостатка, согласно предложенному способу, поступают следующим образом.

Размыкают контакты 12 и 13, подсоединяют к входу 6 (Х ) компенсатора

2 поочередно резисторы 8 (R<), 9(К2) и 10(R>)+1!(R<) и при предыдущем значении тока через ДН 1, т.е. равновесии компенсатора 2, включенном на

7(Ro), измеряют путем изменения показаний его декадных переключателей сопротивления К; q резисторов высоковольтных плеч (в данном случае

l7=3). По полученным данным определяют среднее значение сопротивления

fl

R= — е й„ п; > этих Резисторов и относительные оти — „,(! -(1, клонения сопро1П 1 и —, : щ

1-1 тивлений этих резисторов от среднего значения Г, По полученным значениям E вы1m числяют.методическую погрешность

3@,ипараллельно-последовательных переключений, используя соотношение (10).

Пусть, например, автономной поверке подвергается ДН типа Р313 клас11533 са 0,001, высоковольтные плечи которого выполнены из микропроволочных резисторов типа MPX-,05 соответствующих номиналов. По техническим условиям ТУ25-04-1302-76 на резисторы

МРХ, нестабильность их .сопротивления составляет до «+ +О, 2Х за 2000 ч работы. Это значит, что 8,,8 и 3 за 2000 ч работы могут иметь разные значения, например 8 =0 2Х, 5 = 1О

=0,15Х и 3q =0,2Х. Тогда и =2 9 (0 002 ° 0 0015 +

О (!02 0 001 5-0, 002 0 002)

2/9 (4 ° 10 +2,25 10 +4 10.

3 1 "10 4 X. (13)

По измеренным значениям R Ä. и 3 и вычисленным значениям 8® определяют погрешность О(„„ по выражению

Из приведенного в качестве примера результата (13) видно, что только

8ц, 0,2а, т.е. больше 0,0Р02Х. Поэтому такой ДН 1 должен браковаться, 25 хотя согласно (2) он признается годным к эксплуатации.

Во избежание описанной ситуации по предложенному способу регулируют значения R;ù до их среднего значения R. Для этого на компенсаторе 2 выставляют показание, соответствующее среднему значенню К сопротивлений

8(К„), 9(R ) и !0(Ку)+11®4) и ноочередйым изменением 8(К<), 9(Rz), например с помощью шунтирования,. и

I0(R>) с помощью регулировки 11(Rq) добиваются равновесия нуль-индикатора 3. Тогда 8i > Sz 8 согласно (1О}

8,„ 0. После этого проверяют выполнейие условия

Еслй это условие не выполняется, то увеличивают (уменьшают) В. или

am

R „„при сохранении равенства (I). . Для упрощения регулирования значений

К и S„ sa среднее значение R сопротивления резисторов Ri, Rz B s К4 целесообразно принять значение К=32

Orang

Для этого после измерения Ro увеличивают его в три раза, полученное значение выставляют на компенсаторе 2

08 8 и поочередной регулировкой 8(R ), 9(R ) и 10 (R>)+I i (R4) уравновепп вают нуль-индикатор 3. После этого проверяют выполнение условия (14).

Предложенный способ поверки ДН I позволяет повысить гарантированную точность в межповерочных интервалах путем обоснованного установления значения Т последнего.

Для выбора значений Т при каждой ,очередной поверке (i-ый межповерочный интервал) ДН 1 накапливают в.памяти ЭБМ или в виде таблиц следующие данные: тип ДН I, его заводской номер, класс точности "a" при данных

:коэффициентах деления К, допускаемое значение методической погрешности аф =О, 2 ц, дату проведения данной поверки, действительное значение методической погрешности 8 (" скорость изменения методической погрешности и дату проведения. очередной поверки. Дату очередной поверки устанавливают по результатам данной поверки на основе выбора ° очередного межповерочного интервала

Т. На основе действительных значений

О „"1, полученных при каждой очередной поверке, определяют скорость изменения методической погрешности

3„, из выражения

u= tI,l«\ Т час (5)

С ((-11 где Тс(;.,) — средняя продолжительность работы ДЙ 1 в предыдущем межповерочном интервале, в часах.

Далее устанавливают продолжительность Т; очередного межповерочного интервала, в течение которого (! мт не выходит за пределы допуска, т.е.

Т; =—

0.2а (16)

По полученному иэ (16) значению

Т, определяют дату очередной поверки

ДН 1, которую и заносят в память ЭВМ или в таблицу.

Таким образом, предложенный способ поверки ДН постоянного тока позволяет не только повысить точность поверки,.но и избежать ошибки поверителя, а также устанавливать гарантированный меж оверочный интервал.

1153308

Составитель 1. Морозов

Редактор Н. Воловик Техред Л. Иикеш

Корректор Л. Пилипенко

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 2502/39 Тираж 748

BHHH1IH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5